Form3で機能性のある造形を３Dプリントするとどのような仕上がりになるのか？
造形の機能性はどこまで表現されるのか？

今回の機能編は、「メッシュBOX」です。
前回のレビューに続いて今回も３Dプリンターで機能性のあるBOXを３Dプリントしてみます。
今回のBOXは中身が透けて見えるメッシュタイプのBOXです。開閉する蓋付きのタイプです。
蝶番と呼ばれる開閉する為の部品がついていることで開閉します。
更に閉じた蓋を、固定された留め具で固定できる構造になっています。メッシュ構造を３Dプリントするとどのようなテクスチャで３Dプリントされるのかも気になります。
表面の仕上がりのディティール以外にも機能性についても検証していきたいと思います。

プリントする形状とサイズ

こちらは3DプリントするBOXの3Dデータです。
3Dデータは、Blenderという３Dソフトを使用して作製しています。 
今回３DプリントするBOXは、身と蓋のパーツが蝶番で繋がっています。
蓋を閉じて固定する留め具までが全て一体でプリントできる３Dデータになっています。
蝶番部分が回転して動く構造になっています。
今回のBOXは、大きいサイズの３Dプリントです。大きい物を３Dプリントした場合の検証もしていきます。

サイズ : 108.7mm(縦)×112.3mm(横)×89mm(高さ)

使用する光造形３Dプリンターと材料

今回使用する光造形3Dプリンターは、Form3です。
Form3は、高精細、滑らかな仕上がりが特徴の反転方式の光造形3Dプリンターです。

ソフトは、Form3の専用ソフトウェア PreFormを使用します。
PreFormでは、プリントするデータ、プリント方向、サポートの付け方を設定することができます。

光造形3Dプリンター用の材料は、Form3専用スタンダードレジンのグレイレジンを使用します。

3Dプリントで検証したい内容

【検証1】クリアランスの影響と蓋の機能性

今回３DプリントするBOXには、蓋を開閉する機能と蓋を留め具で固定するという2つの機能がついています。開閉する為の機能として、身と蓋の間に蝶番をつけています。蓋に付けている留め具が身の溝にパチンとはまることで蓋を閉めて固定できる構造になっています。３Dデータ上では一体型の造形になっている為、事前に３Dデータ上で、動かせるように十分なクリアランスを取ってデータを作成しています。
クリアランスに関しては以前、機能編「クリップ」のレビューで検証しています。詳しくは、そちらのレビューをご覧下さい。
今回も同様に、３Dプリント後のクリアランスの影響に関しても検証していきたいと思います。

それでは、クリアランス部分を見てみましょう。こちらが、3Dソフトで作成した３DデータとPreFormでの３Dデータになります。パーツの繋ぎ目部分にクリアランスを取っています。今回プリントする３Dデータでは、約2.5mm〜3mmクリアランスを取っています。
この内容で正常に動かせるのかどうかを検証していきます。

もう一つが蓋の開閉の機能性についてです。蓋に直角についた留め具が身の溝にピッタリはまるかどうかも検証していきます。

【検証2】表面ディティールの仕上がり

検証二つ目の内容は、機能性のある造形を３Dプリントした場合の表面ディティールの仕上がりです。
３Dデータの造形がどこまで表現できているのかを検証していきます。

PreFormのプリント設定

サポート設定は、直付プリント(サポート設定なし)
積層ピッチは、50ミクロン
でプリントしていきます。

こちらがPreFormでのプリント画面になります。
この内容で3Dプリントをしていきます。
蓋についている留め具が直付でプリント面に貼り付いています。
こちらの影響も結果で確認していきましょう。

PreFormのプリント画面

プリント時間	レイヤー数	ボリューム	Total材料コスト	１個あたりのl材料コスト
13h45m	891層	105.79ml	1個＝1,989円	1個＝1,989円

プリント結果

【検証1】クリアランスの影響と蓋の機能性 結果

［クリアランスの影響と蓋の開閉機能 結果］

●3Dデータ通りにプリントできている。一体型でのプリントは成功しました。
●クリアランス部分は問題無く、蓋の開閉もスムーズにできます。
●蓋についた留め具もそのままプリントできて、身にもピッタリはめることができます。
●クリアランスの幅も余裕があり、しっかりと固定されていて外れません。

蓋の開閉機能を検証してみました。
スムーズに開閉できます。

【検証2】表面ディティールの仕上がり 結果

●3Dデータ通りに全体的に滑らかにプリントできています。
●メッシュ部分が高精度にプリントできている。しっかりと抜けています。
●蓋の閉まり具合がピッタリで、蓋と身の間も隙間なく造形ができています。
●直付部分のメッシュが潰れてしまい、レジンが埋まってしまいました。
●直付部分の蓋の留め具の先端が少し広がってしまいました。
●直線の角の精度がとてもきれいです。
●BOXの内側の仕切りもきれいに３Dプリントできています。

［寸法結果］

サイズ : 108.7mm(縦)×112.3mm(横)×89mm(高さ)

３Dプリント後のサイズ
縦 : −0.7mm
横 : ＋0.６mm
高さ : −0.3mm

縦と横、高さに歪みがでました。

機能編バックル付 3Dプリントまとめ

●機能性に関して
クリアランスの影響のある蓋付BOXを一体型で３Dプリントしました。クリアランス部分の動きを考慮して３Dデータを作成しましたが、今回の検証では機能に問題なく３Dプリントができました。蝶番部分のクリアランスが8個付いていましたがどれも問題無く機能しました。BOXの機能である蓋の開閉もスムーズにできました。
直付部分に蓋の留め具がくる状態でのプリントでした。
一部が広がりましたが蓋と身がしっかりはめりました。

●表面のディティールの仕上がり
全体的に３Dデータ通りにとても高精細で滑らかな造形に仕上がりました。メッシュも綺麗な凹凸で３Dデータ通りにプリントできています。BOXとして、清度の高い造形に仕上がりました。
更に今回は、大きな造形を３Dプリンターでプリントしてみましたが、小物と変わらずとても高精細にプリントできることが分かりました。直線の多い造形でしたが角の精度も良く３Dプリントできています。

今回の３Dプリントの結果は、グレイレジンの持つ滑らかで美しい表面と、高精細なディティール表現が良く出ている結果になりました。機能性に関しては、クリアランスも問題無くプリントできた良い検証結果になりました。また、グレイレジン以外の材料にtough 2000 ResinというABSの強度を再現したものや、ポリプロピレンの靭性を再現したTough 1500、その中間で適度な曲げ強度があるデュラブルなど、曲がりにくく硬くて頑丈な材料があります。
用途や造形の表現に合う最適な材料で、機能を生かした造形に仕上げられるように検証をしていけたらと思います。

比較として、前回のレビュー機能編 バックル付BOXも参考にしてみて下さい。

i-MKAERでは光造形3DプリンターForm3＋やレーザー焼結3DプリンターFuse 1、Raise3Dシリーズなど多彩な3Dプリンターのノウハウ、販売をご提供しています。ご質問や無料サンプルや無料テストプリントなどお気軽にご相談ください。